(57)【要約】【課題】  イレースランプ等の部品点数の増加や、感光体ドラムの材料特性の選択などに依存することなく、帯電ゴーストや像担持体への電荷注入性に対応することができ、装置のコストダウンやシステム全体の設計のラチチュードを広くすることが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】  像担持体の画像部の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に中間転写体からの電荷注入、及び前記帯電手段による帯電を受けた後に、当該像担持体の非画像部の表面電位の９５％〜１０５％の値となるように、前記中間転写体への印加電圧を設定するように構成して課題を解決した。【選択図】  図１
2006017909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧のみが印加される接触型の帯電手段によって帯電された像担持体上に形成されたトナー像を、当該像担持体に接触するように配置され、かつ前記像担持体の帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加される中間転写体上に一旦転写した後、転写用紙上に転写することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体の画像部の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に前記中間転写体からの電荷注入、及び前記帯電手段による帯電を受けた後に、当該像担持体の非画像部の表面電位の９５％〜１０５％の値となるように、前記中間転写体への印加電圧を設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の画像部の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に前記中間転写体からの電荷注入、及び前記帯電手段による帯電を受けた後に、当該像担持体の非画像部の表面電位と等しくなるように、前記中間転写体への印加電圧を設定したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
直流電圧のみが印加される接触型の帯電手段によって帯電された像担持体上に形成されたトナー像を、当該像担持体に接触するように配置され、かつ前記像担持体の帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加される中間転写体上に一旦転写した後、転写用紙上に転写することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記中間転写体に所定の転写効率が得られる転写バイアスを印加した状態で、前記像担持体の画像部の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に前記中間転写体からの電荷注入、及び前記帯電手段による帯電を受けた後に、当該像担持体の非画像部の表面電位の９５％〜１０５％の値となるように、前記中間転写体の抵抗値を設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体は、導電性材料からなる芯材上に導電性のゴムを被覆して構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体は、少なくともその表面が導電性のゴムからなるベルト状に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式を採用したプリンターや複写機等の画像形成装置に関し、特に、感光体ドラム等の像担持体から中間転写体に画像を転写する転写バイアスの制御技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００２−３７２８７６号公報
【０００３】
従来、この種の電子写真方式を採用したプリンターや複写機等の画像形成装置としては、像担持体としての感光体ドラムの表面を帯電器によって所定の電位に帯電した後、画像情報に応じて画像露光を施して静電潜像を形成し、この静電潜像を顕像化することによりトナー像として、当該トナー像を中間転写体を介して転写用紙上に転写定着することで、画像を形成するように構成したものがある。
【０００４】
かかる画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、中間転写体上に転写する際、当該中間転写体に転写バイアス電圧を印加し、この感光体ドラム上に形成されたトナー像を、静電的に中間転写体上に転写するように構成されている。また、上記中間転写体の抵抗値や当該中間転写体への印加電圧は、主に、感光体ドラム上からのトナー像の転写性能を優先する観点から決定されている。上記転写バイアス電圧等の制御に関する技術としては、例えば、特開２００２−３７２８７６号公報に開示されているものがある。
【０００５】
さらに、上記画像形成装置では、感光体ドラム上からトナー像を中間転写体に転写した後、当該感光体ドラムの表面には、トナー像に対応した潜像履歴として帯電ゴーストが現れる。そのため、上記画像形成装置においては、転写工程が終了した後の感光体ドラム表面を、イレースランプによって光を照射して帯電ゴーストを消去するように構成されている。
【０００６】
また、上記感光体ドラムは、中間転写体と接触した状態で回転駆動されるため、中間転写体に印加される電圧によって、感光体ドラム側に電荷が注入されるのを抑制する目的で、感光体ドラムの材料特性を選択することによって、耐電荷注入性を制御するように構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記従来の画像形成装置の場合には、感光体ドラムの帯電ゴーストなどとのインターラクションは、イレースランプなど他の部材を併用したり、感光体ドラムの材料特性を選択することによって、耐電荷注入性を制御することによって対応している場合が多く、部品点数の増加に伴ってコストアップを招いたり、帯電ゴーストやデバイス維持性に対応するために、システム全体の設計のラチチュードを狭めることになるという問題点を有していた。
【０００８】
更に説明すると、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、中間転写体上に転写して画像を形成するシステムでは、中間転写体に印加する転写バイアス電圧によって、感光体ドラムに帯電電位と逆極性の電荷注入が生じ易く、感光体ドラムの帯電電圧の低下や、帯電器の過剰な負荷による帯電器の劣化が生じるという問題点を有していた。特に、帯電器として直流のバイアス電圧のみを印加するものを使用した場合には、帯電能力が比較的低いため、上記の問題点が顕著となる。
【０００９】
また、上記帯電ゴーストは、帯電器の帯電能力の不足によって、次の帯電時に前回の潜像形成の履歴を回復することができず、帯電電圧が低下することによって生じる。この帯電ゴーストは、通常、上述したように、イレースランプなどを用いて、潜像履歴を解消することによって防止されるが、この場合には、上述したように、部品点数の増加に伴ってコストアップを招くという問題点が生じる。
【００１０】
さらに、上記帯電ゴーストは、中間転写体の抵抗値を低く設定し、当該中間転写体から感光体ドラムへの電荷注入を、転写電界によって積極的に発生させるように構成することによっても解消することができる。
【００１１】
しかし、この場合、中間転写体は、電荷注入を積極的に生じさせるために、比較的低抵抗となるように構成されるが、その反面、転写部の現像像の有無、温度による抵抗変化の影響を相対的に受け易くなるという問題点が新たに生じる。
【００１２】
つまり、転写部に現像像が存在する場合には、感光体ドラムと中間転写体との間に現像剤が介在されるので、電荷注入が生じ難いのに対し、背景部では現像剤が介在しないため、電荷注入が発生し易い。このとき、中間転写体の抵抗値が低すぎると、背景部の過剰な電荷注入によって、次のサイクルで背景部の帯電電位が上昇せずに、現像されてしまうことで、ネガの潜像ゴーストが発生する。一方、中間転写体の抵抗値が高すぎる場合は、イレースランプなどの履歴除去手段を設けないと、中間転写体からの電荷注入が行われず、ポジの潜像ゴーストが発生する。
【００１３】
また、温度上昇に伴って中間転写体の抵抗値が低下すると、転写部に流入する電流が増加するため、上述したようにネガの潜像ゴーストが悪化するという問題点を有している。
【００１４】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、イレースランプ等の部品点数の増加や、感光体ドラムの材料特性の選択などに依存することなく、帯電ゴーストや像担持体への電荷注入性に対応することができ、装置のコストダウンやシステム全体の設計のラチチュードを広くすることが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、直流電圧のみが印加される接触型の帯電手段によって帯電された像担持体上に形成されたトナー像を、当該像担持体に接触するように配置され、かつ前記像担持体の帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加される中間転写体上に一旦転写した後、転写用紙上に転写することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体の画像部の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に前記中間転写体からの電荷注入、及び前記帯電手段による帯電を受けた後に、当該像担持体の非画像部の表面電位の９５％〜１０５％の値となるように、前記中間転写体への印加電圧を設定したことを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
また、請求項２に記載された発明は、前記像担持体の画像部の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に前記中間転写体からの電荷注入、及び前記帯電手段による帯電を受けた後に、当該像担持体の非画像部の表面電位と等しくなるように、前記中間転写体への印加電圧を設定したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１７】
さらに、請求項３に記載された発明は、直流電圧のみが印加される接触型の帯電手段によって帯電された像担持体上に形成されたトナー像を、当該像担持体に接触するように配置され、かつ前記像担持体の帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加される中間転写体上に一旦転写した後、転写用紙上に転写することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記中間転写体に所定の転写効率が得られる転写バイアスを印加した状態で、前記像担持体の画像部の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に前記中間転写体からの電荷注入、及び前記帯電手段による帯電を受けた後に、当該像担持体の非画像部の表面電位の９５％〜１０５％の値となるように、前記中間転写体の抵抗値を設定したことを特徴とする画像形成装置である。
【００１８】
又、請求項４に記載された発明は、前記中間転写体は、導電性材料からなる芯材上に導電性のゴムを被覆して構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００１９】
更に、請求項５に記載された発明は、前記中間転写体は、少なくともその表面が導電性のゴムからなるベルト状に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、イレースランプ等の部品点数の増加や、感光体ドラムの材料特性の選択などに依存することなく、帯電ゴーストや像担持体への電荷注入性に対応することができ、装置のコストダウンやシステム全体の設計のラチチュードを広くすることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターを示すものであり、図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターの画像形成部を示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００２３】
このフルカラープリンター01は、図２及び図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）11, 12, 13, 14を有する画像形成ユニット1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触又は近接する一次帯電用の帯電ロール（帯電手段）21, 22, 23, 24と、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射して静電潜像を書き込む図２に示すレーザ光学ユニット（潜像書き込み手段）03と、現像装置（現像手段）41, 42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する転写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されている。
【００２４】
感光体ドラム11, 12, 13, 14は、図３に示すように、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて互いに平行に配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。
【００２５】
各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図２に示すレーザ光学ユニット03に入力される。このレーザ光学ユニット03では、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が画像情報に応じて変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射されて静電潜像が書き込まれる。
【００２６】
上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが実行される。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、例えば、95ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図３に示すように、接触型帯電手段としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-800ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電手段としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっている。
【００２７】
その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光手段としてのレーザ光学ユニット03によってイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、レーザ光学ユニット03で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 Ｖ以下程度にまで除電される。
【００２８】
また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。
【００２９】
この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この現像方式に限定されるものではなく、一成分現像方式や非接触型の現像方式など、他の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００３０】
現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる二成分現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44は、図２に示すトナーカートリッジ04Y,04M,04C,04K からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、図３に示すように、オーガー404 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール401 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール401 に現像剤を搬送するパドル403 によって、当該現像ロール401 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材402 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50ｇ／ｍ2 であり、また、このとき現像ロール401 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g 程度である。
【００３１】
上記現像装置41, 42, 43, 44で使用されるトナーとしては、次式で規定される形状係数ＭＬＳ２が１００〜１４０、例えば、ＭＬＳ２＝１３０程度のもので、平均粒径が３μｍ〜１０μｍの所謂" 球形トナー" が用いられる。
ＭＬＳ２＝｛（トナー粒子の絶対最大長）×２）｝
／｛（トナー粒子の投影面積）×π×１／４×１００｝
【００３２】
上記現像ロール401 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール401 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール401 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、現像バイアス電圧はＡＣが4 ｋＨｚ、1.5 ｋＶppで、ＤＣが-230Ｖ程度である。
【００３３】
次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー（Ｙ）及びマジェンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたシアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３４】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、図２に示すように、雰囲気温度及び湿度を検出する環境センサによって検出される。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。
【００３５】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が42ｍｍに形成され、抵抗値は１０8 Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、図４に示すように、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプ55の上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層56（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層57（Ｒ＝105 〜109 Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）58で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝105 〜109 Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３６】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００３７】
この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００３８】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と同じ42ｍｍに形成され、抵抗値は１０11Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３９】
次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る転写用紙Ｐ上に３次転写される。この転写用紙Ｐは、図２に示すように、給紙カセット91から紙送り工程を経てレジストローラ90を通過し、二次中間転写ドラム53と転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、転写用紙101 上に形成された最終的なトナー像は、定着器70によって熱及び圧力で定着され、フルカラープリンター01の上部に設けられた排出トレイＴ上に排出され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４０】
最終転写ロール60は、例えば、外径が20ｍｍに形成され、抵抗値は１０8 Ω程度に設定される。この最終転写ロール60は、例えば、金属シャフトの上にウレタンゴム等からなる被覆層を設け、その上に必要に応じてコーティングを施して構成されている。最終転写ロール60に印加される電圧は、雰囲気温度、湿度、用紙の種類（抵抗値等）等によって最適値が異なり、概ね+1200 〜5000Ｖ程度である。この実施の形態では、定電流方式を採用しており、常温常湿環境下で約+10 μＡの電流を通電して、ほぼ適正な転写電圧(+1600〜2000Ｖ) を得ている。
【００４１】
また、上記転写用紙Ｐの両面に画像を形成する場合には、図２に示すように、片面に画像が形成された転写用紙Ｐをそのまま排出トレイＴ上に排出せずに、表裏を反転した状態で転写用紙Ｐを両面用の用紙搬送路07を介して、当該転写用紙Ｐを再度転写部へと搬送し、転写用紙Ｐの裏面に画像が形成される。
【００４２】
なお、図２中、符号08は図示しない手差しトレイから供給される転写用紙Ｐを搬送する給紙ロール、09は制御回路、10は電源回路をそれぞれ示している。
【００４３】
ところで、この実施の形態では、直流電圧のみが印加される接触型の帯電手段によって帯電された像担持体上に形成されたトナー像を、当該像担持体に接触するように配置され、かつ前記像担持体の帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加される中間転写体上に一旦転写した後、転写用紙上に転写することによって画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体の画像部の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に前記中間転写体からの電荷注入、及び前記帯電手段による帯電を受けた後に、当該像担持体の非画像部の表面電位の９５％〜１０５％の値となるように、前記中間転写体への印加電圧を設定するように構成されている。
【００４４】
また、この実施の形態では、前記中間転写体が、導電性材料からなる芯材上に導電性のゴムを被覆して構成されている。
【００４５】
なお、上記中間転写体としては、これに限らず、少なくともその表面が導電性のゴムからなるベルト状に構成されたものを用いても良い。
【００４６】
すなわち、この実施の形態では、図２及び図３に示すように、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を、接触型帯電手段としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-800ＶのＤＣ電圧のみを印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電した後、画像露光を施して静電潜像を形成するとともに、当該静電潜像を現像装置41, 42, 43, 44によって現像してトナー像とし、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたトナー像を、第１又は第２の一次中間転写ドラム51,52 上に一次転写するように構成されている。
【００４７】
その際、上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 には、例えば、+380Ｖ程度の転写バイアス電圧が印加される。これら第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 は、感光体ドラム11, 12又は感光体ドラム13, 14の表面と接触しているため、これら感光体ドラム11, 12又は感光体ドラム13, 14上からトナー像を、第１又は第２の一次中間転写ドラム51,52 上に一次転写する際に、当該感光体ドラム11, 12又は感光体ドラム13, 14の表面を、電荷注入によって本来の帯電極性と反対のプラス極性側に除電または帯電する作用を有している。
【００４８】
その結果、上記感光体ドラム11, 12又は感光体ドラム13, 14の表面電位は、図１に示すように、-300Ｖに帯電された非画像部（背景部）、及び画像露光によって-60 Ｖ程度に電位が減衰した画像部が、転写バイアス電源５４によって+380Ｖ程度の転写バイアス電圧が印加された第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の転写電界の影響を受けて、マイナス電位が低下するとともに、電位が均一化される。
【００４９】
その後、上記感光体ドラム11, 12及び感光体ドラム13, 14の表面は、次の画像形成サイクルに備えて接触型帯電手段としての帯電ロール21, 22, 23, 24によって、約-300Ｖ程度に一様に帯電される。
【００５０】
しかし、上記感光体ドラム11, 12又は感光体ドラム13, 14の表面電位は、当該感光体ドラムの表面が前回の画像形成時に、画像部であったか、非画像部であったかによって、前回の画像形成時における帯電履歴が異なり、画像部であった場合には、-60 Ｖ程度に電位であったのに対し、非画像部であった場合には、-300Ｖ程度に電位であり、５倍程度の差が存在する。
【００５１】
そのため、次の画像形成サイクルに備えて、接触型帯電手段としての帯電ロール21, 22, 23, 24によって、約-300Ｖ程度に一様に帯電する帯電処理がなされたとしても、前述の帯電履歴等の影響によって、目標電位である-300Ｖ程度に均一に帯電されない。なお、この帯電履歴等の影響は、複数の画像形成サイクルにわたって影響するものではなく、感光体ドラムの自然な電位減衰等も考慮すれば、前後の画像形成サイクルにわたって考慮すれば十分である。
【００５２】
ところで、本発明者らは、図１に示すように、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を、接触型帯電手段としての帯電ロール21, 22, 23, 24によって一様に帯電するプリンタにおいて、当該感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に接触する第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 も、帯電ロール21, 22, 23, 24と同様に、帯電手段として機能するに違いないとの着想に基づいて、当該一次中間転写ドラム51,52 に印加する転写バイアス電圧を、良好な転写効率が得られる範囲内で変化させた場合に、これら一次中間転写ドラム51,52 の印加電圧がどのような条件を満たせば、帯電ゴーストの発生を防止することができるか確認する実験を、実験室環境下において行った。
【００５３】
その結果、本発明者らは、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に一次中間転写ドラム51,52 からの電荷注入、及び前記帯電ロール21, 22, 23, 24による帯電を受けた後に、当該感光体ドラム11, 12, 13, 14の非画像部の表面電位の９５％〜１０５％の値となるように、一次中間転写ドラム51,52 への印加電圧を設定すれば、帯電ゴーストの発生を防止乃至問題とならないレベルに抑制することができることを見出した。
【００５４】
すなわち、本発明者らは、図２及び図３に示すプリンタと同様の構成を有する富士ゼロックス（株）社製のプリンタ、製品名「ＤＰＣ１６１６」をベースに改造を施したテストベンチを使用して、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面電位（非画像部）を-300Ｖ、画像部の表面電位を-60 Ｖ、画像部の濃度１００％にそれぞれ設定し、一次中間転写ドラム51,52 への印加電圧Ｖ１を設定中心の-380Ｖから、マイナス方向及びプラス方向に５０Ｖ毎に変化させて画像を形成した場合に、帯電ゴーストの発生状態を目視によって確認する実験を行った。
【００５５】
なお、帯電ゴーストの発生状態は、グレード付けして評価した。グレード０は、帯電ゴーストが発生していない状態を、グレード１．０は、帯電ゴーストが発生しているが、画質上問題とならないレベルである状態を、グレード２．０は、帯電ゴーストが発生しており、画質上問題となるレベルである状態を、グレード３．０以上は、帯電ゴーストが明らかに発生しており、画質上問題となるレベルである状態を示しており、それぞれの中間である場合を、０．５毎に評価した。その結果、グレード１．５は、帯電ゴーストが発生しており、画質上問題となるレベルである状態を示している。
【００５６】
図５は上記実験の結果を示す図表及びグラフである。
【００５７】
この図５から明らかなように、感光体ドラム11, 12, 13, 14の画像部の表面電位Ｖａｉが、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面電位（非画像部）の±５％＝約±１５Ｖの範囲内にある場合には、帯電ゴーストの発生グレードが許容範囲内であるグレード１．０以下に収まり、イレースランプ等の他の手段に依存することなく、帯電ゴーストの発生を問題のないレベルにまで低減できることがわかった。
【００５８】
また、一次中間転写ドラム51,52 への印加電圧Ｖ１を、ノミナル設定値に対してプラス１００Ｖ高く設定することにより、感光体ドラム11, 12, 13, 14の画像部と非画像部の表面電位を等しくすることができることがわかった。
【００５９】
なお、感光体ドラム11, 12, 13, 14の画像部の表面電位等を他の値に設定しても、同様の傾向を示し、感光体ドラム11, 12, 13, 14の非画像部の表面電位の９５％〜１０５％の値となるように設定すれば良いことが確認された。
【００６０】
このように、上記実施の形態によれば、イレースランプ等の部品点数の増加や、感光体ドラムの材料特性の選択などに依存することなく、帯電ゴーストや像担持体への電荷注入性に対応することができ、装置のコストダウンやシステム全体の設計のラチチュードを広くすることが可能となっている。
【００６１】
なお、本構成では、帯電器は中間転写体より受けた電荷注入を補って帯電を行なう必要があるため、負荷が過剰となりやすい。そのため、転写電圧はなるべく低く設定した方が望ましいが、本来の転写性を得るためには、ある程度の転写電圧が必要である。
【００６２】
上記中間転写体の抵抗値は、画像形成装置のプリント動作に因る温度上昇に伴って低下し、印加電圧が一定であると、過大な電流が流れて帯電器に対する負荷が増大する。
【００６３】
そのため、上記中間転写体の温度上昇は、走行のモードではなく、プリント枚数に依存することがわかったため、累積枚数から補正幅を決定し、温度上昇がサチュレーションした時の中間転写体への印加電圧を初期設定値に対して１５０Ｖ程度徐々に下げるように構成するのが望ましい。また、中間転写体への印加電圧の時間に応じた補正を併用するように構成しても良い。たとえば、上記プリンターにおいて、16枚プリントするごとに約5 Ｖ下げ、プリントを停止している、所謂レスト時には、タイマを用いて徐々に元の印加電圧に戻していく制御を行う。
【００６４】
また、上記実施の形態では、前記像担持体の画像部の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に前記中間転写体からの電荷注入、及び前記帯電手段による帯電を受けた後に、当該像担持体の非画像部の表面電位の９５％〜１０５％の値となるように、前記中間転写体への印加電圧を設定した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前記中間転写体に所定の転写効率が得られる転写バイアスを印加した状態で、前記像担持体の画像部の表面電位が、次の作像サイクルへ移行するまでに、トナー像の転写時に前記中間転写体からの電荷注入、及び前記帯電手段による帯電を受けた後に、当該像担持体の非画像部の表面電位の９５％〜１０５％の値となるように、前記中間転写体の抵抗値を設定しても良い。
【００６５】
上記中間転写体の抵抗値は、例えば、１０8 Ω程度に設定されるが、当該中間転写体の抵抗値は、例えば、トップ層の膜厚の中心値を変えることによって設定が可能である。上記中間転写体のトップ層の膜厚を変えることにより、転写動作に伴う感光体ドラムへの注入電荷性が変化する。中間転写体としての抵抗値に大きな変化はないが、中間転写体から感光体ドラム間に流れる電流から求められる、システムとしての見かけ上の抵抗は変化し、当該システム上の抵抗を膜厚により制御することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターにおける制御原理を示す説明図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターを示す構成図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターの画像形成部を示す構成図である。
【図４】図４は一次中間転写ドラムを示す断面構成図である。
【図５】図５は実験結果を示す図表及びグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
11, 12, 13, 14：感光体ドラム（像担持体）、21, 22, 23, 24：帯電ロール（帯電手段）、51，52：第１及び第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）、54：転写バイアス電源。
【図１】
2006017909.tif 000003
【図２】
2006017909.tif 000004
【図３】
2006017909.tif 000005
【図４】
2006017909.tif 000006
【図５】
2006017909.tif 000007